牛莉生于北京市一个普通军人家庭，毕业于解放军艺术学院。现为中国空军电视艺术中心女演员。

从影前牛莉是名运动员，1986年获得全国第一届女子花样游泳团体冠军。1990年获得全军射击冠军。 1991年9月，首次出演电影《大决战》。2000年6月主演电视剧《绝色双娇》。 2006年在电视剧《闯关东》中饰演那文。 2011年，相声剧《还钱》获得兔年春晚观众最喜爱的春晚节目小品类一等奖。 2013年凭借在电视剧《新女婿时代》中的精彩演技获“十佳演员”称号。